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11.“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质,化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究,在老师的指导下,他们设计了下列两种实验方案进行试验.
资料:Ⅰ碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应.
Ⅱ浓硫酸具有很强的吸水性;碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳.
方案一:样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数
(1)样品与氯化钙溶液的反应实验(杂质不与氯化钙溶液反应):
实验操作实验现象分析
取m克纯碱样品配成溶液后,滴加过量的CaCl2溶液.
产生白色沉淀
如果CaCl2不过量,则会造成所计算的纯碱质量分数偏小(选填:偏大或偏小或不变)
(2)将反应后的混合物进行过滤,把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量得a克沉淀.则Na2CO3的质量分数为多少?(用带有a、m的式子表示,要示写出根据化学方程式计算过程).
方案二:样品与稀盐酸反应,测定Na2CO3的质量分数
利用如图所示实验装置(铁架台略去)和试剂,通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量,计算Na2CO3的质量分数(装置气密性良好,忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的).
(3)Ⅰ打开止水夹K,先对装置A和B(已连接)通入已除去CO2的空气一会儿,以排尽装置A和B中含有的CO2,再接上装置C和D.
Ⅱ关闭止水夹K,加入足量的稀盐酸(杂质不与盐酸反应),装置A中样品产生气体.
Ⅲ待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿.装置C(填标号)在反应前后的质量差就是产生CO2的质量,由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数.

分析 (1)为了使碳酸钠完全转化成碳酸钙沉淀,应该加入足量的氯化钙溶液;
(2)根据化学方程式进行计算即可;
(3)为了使反应生成的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收,应该待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿;C装置在反应前后的质量差就是产生CO2的质量.

解答 解:(1)滴加的CaCl2溶液要足量的原因是使碳酸钠完全反应,若不过量可能会导致测定结果偏小;故填:偏小;
(2)解:设样品中含有的Na2CO3质量为x.
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
106          100
 x            a         
$\frac{106}{100}=\frac{x}{a}$
x=$\frac{53a}{50}$     
则Na2CO3的质量分数为$\frac{53a}{50m}×100%$=$\frac{106a}{m}%$;故填:$\frac{106a}{m}%$;
(3)待装置A中的反应结束后,再一次打开止水夹K,继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿,目的是使生成的二氧化碳全部被C装置中的氢氧化钠吸收;装置C在反应前后的质量差就是产生CO2的质量,故填:C.

点评 本题将计算和实验有机地结合起来进行考查,通过认真审题,结合题干中已给出一系列的提示,根据提出的问题,发现有用的信息,充分发挥联想,与已有的知识建立联系,然后进行类比推导,从而达到解决问题的目的.

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样品质量反应前总质量反应后总质量
10.6克148.5克146.3克
(1)列式计算该样品中Na2CO3的质量分数.
(2)请你分析,一定质量的NaOH固体,变质前后与相同质量分数的稀盐酸反应,变质前消耗盐酸的量等于变质后消耗盐酸的量(填“大于”、“小于”或“等于”).

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实验序号1234 56789 
二氧化锰与氯酸钾的质量比1:401:201:10 1:51:3 1:22:31:12:1
所用时间/s12.4855.57.5 9.310.515 24
请回答下列问题:
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